TSA rünnak, mis toob kaasa teabe leket AMD CPU mikrologika struktuuridest

AMD on avalikustanud teavet uue mikroarhitektuursete rünnakute klassi kohta oma protsessoritest – TSA (Transient Scheduler Attack). See rünnak võimaldab kurjategijal ületada CPU isolatsioonimehhanisme ja tuvastada teavet, mida töödeldakse teistes kontekstides, näiteks kasutajaruumist tuvastada teavet, mida töödeldakse tuumatasemel, või külalisüsteemist saadud andmeid, mida kasutab teine külalisüsteem.

Haavatavused tuvastati Microsofti ja Zürich'i Lingvistika Ülikooli teadlaste loodud tööriistade arendamise käigus, mis on mõeldud mikroarhitektuursete isolatsioonimehhanismide stressitestimiseks erinevate juurdepääsuruumide, nagu tuum, virtuaalmasinad ja protsessid, vahel.

Rünnaku meetod põhineb teatud käskude täitmise aja sõltuvusel mikroarhitektuursetest struktuuridest. Kui protsessor ootab andmete lugemise käsu kiiret lõpetamist (näiteks eeldades, et andmed on L1 vahemälus), kuid ei suuda andmeid edukalt saada, tekib vale lõpetamise olek (false completion). Sel ajal võib protsessor spekuleerida teiste operatsioonide täitmist, sõltudes loetud andmete täitmise tulemusest.

Kuna laadimine ei ole lõpule viidud, tunnistab protsessor sellega seotud andmed kehtetuks, ja laadimisoperatsioon kordub hiljem uuesti. Sõltuvad operatsioonid täidetakse samuti uuesti, kui õiged andmed on saadaval. Samas ei toimu pärast instruktsiooni täitmist, mille puhul on tuvastatud vale lõpetamise olek, toru tühjendamist (pipeline flush), ja valeandmed võivad suunata sõltuvatesse operatsioonidesse.

Sarnaste operatsioonide täitmine ei muuda vahemälu ja TLB (Translation Lookaside Buffer) seisundit, st andmeid ei saa traditsiooniliste vahenditega taastada vahemälu oleku kindlaksmääramisel. Kuid need andmed mõjutavad teiste käskude teostamise aega. Täitmise aja analüüsi võib kasutada teabe lekkimise allikana mikroarhitektuursetest struktuuridest, mis jäävad alles pärast spekuleerivat täitmist.

Sõltuvalt jääkandmete allikast on tuvastatud kaks haavatavust:

• CVE-2024-36350 (TSA-SQ — TSA Store Queue) — lokaal imporditööde (Store Queue) mäluhaldustegevuse vahepealsest puhvrist lekke võimalus, mis võimaldab määrata mälu kirjutamisoperatsioonide tulemust.
• CVE-2024-36357 (TSA-L1 — TSA L1 Data Cache) — leak läbi L1D vahemälu.

Haavatavused ilmnevad AMD protsessorite (Fam19h) peredes, mis põhinevad Zen 3 ja Zen 4 mikroarhitektuuridel. Probleem on näiteks olemas AMD Ryzen 5000/6000/7000/8000, AMD EPYC Milan/Milan-X/Genoa/Genoa-X/Bergamo/Siena, AMD Instinct MI300A, AMD Ryzen Threadripper PRO 7000 WX, AMD EPYC Embedded 7003/8004/9004/97X4, AMD Ryzen Embedded 5000/7000/V3000 seeriates.

Vajalikud haavatavuse blokeerimiseks mõeldud muudatused on kaasatud detsembri mikrokoodi ja PI-firmware (Platform Initialization) uuendusse, mis on edastatud OEM tootjatele. Haavatavuse kaitse plaastrid on edastatud Linuxi tuumasse kaasamiseks (kaitse keelamiseks, mis mõjutab jõudlust negatiivselt, on tuumikäsk «tsa=off»). Parandus on samuti lisatud Xen hüperviisori. Haavatavuse blokeerimiseks on vajalik nii mikrokoodi uuendus kui ka kaitse režiimi lubamine tuuma või hüperviisori tasemel.

Allikas: opennet.ru